Das Forschungskonsortium „MELICOMO“ erhält 1,5 Millionen Euro vom Bundesforschungsministerium. Es möchte „Wirkstoffe mittels Licht erzeugen“.
Die neue Forschungsgruppe wird von dem Marburger Biochemiker Prof. Dr. Lars-Oliver Essen koordiniert. Das Team verwendet Hefezellen zur Herstellung bioaktiver Substanzen. Um deren Produktion zu verbessern, möchte eszelluläre Prozesse mittels Lichtsignalen steuern.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundvorhaben des Marburger „LOEWE“-Zentrums für Synthetische Mikrobiologie (SYNMIKRO) und seinen Partnern in den nächsten drei Jahren mit rund 1,5 Millionen Euro. Davon fließen 900.000 Euro nach Marburg.
„Die gezielte Steuerung von Genen mittels Licht gewinnt immer mehr an Bedeutung“, erklärte Verbundkoordinator Essen. Das gelte insbesondere für „die Produktion von Stoffen, die in der Landwirtschaft oder in der Medizin angewendet werden“.
Das Konsortium mit dem Namen „metabolic engineering with light-controlled modules“ (MELICOMO) zielt auf die Entwicklung verbesserter Hefezellkulturen, die derartige bioaktive Substanzen kosteneffektiv produzieren. Die Wissenschaftler versuchen das zunächst mit einem Wachstumshormon, das in Pflanzen in nur geringer Konzentration vorkommt. Dabei handelt es sich um Gibberellinsäure.
Das Team bedient sich nun eines Tricks. Während die Produktion von Gibberellinsäure üblicherweise über giftige Zwischenprodukte verläuft, optimieren die Forscher die Bioproduktion des Hormons durch gezielt verabreichte Lichtsignale.
Die eingesetzten Werkzeuge und Techniken wurden in den drei beteiligten Arbeitsgruppen entwickelt, die Know-how in Biochemie, Hefegenetik, Synthetischer Biologie und Modellierung von Biosynthesewegen mitbringen. „Zum Einsatz kommen artifizielle Chromosomen, synthetische Transkriptionsfaktoren und molekulare, Licht-kontrollierte Protein-Degradationsmodule“, erläuterte Verbundsprecher Essen. Um die Zellkulturen von einer Wachstums- auf eine Produktionsphase umzustellen, erstellte die Forschungsgruppe eigens molekulare Bauteile, die Enzyme an- und abschalten können.
Die Initiative für „MELICOMO“ ging von Essens Forschungsgruppenleiter Dr. Christof Taxis aus. Neben Essens Arbeitsgruppe beteiligen sich die Nachwuchsgruppe von Dr. Katrin Messerschmidt von der Universität Potsdam sowie die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Zoltan Nikoloski vom Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie in Golm an dem Verbund.
* pm: Philipps-Universität Marburg